Alguns tipos de dessalinizadores usam o processo de osmose reversa para obtenção de água potável a partir da água salgada. Nesse método, utiliza-se um recipiente contendo dois compartimentos separados por uma membrana semipermeável: em um deles coloca-se água salgada e no outro recolhe-se a água potável. A aplicação de pressão mecânica no sistema faz a água fluir de um compartimento para o outro. O movimento das moléculas de água através da membrana é controlado pela pressão osmótica e pela pressão mecânica aplicada.
Para que ocorra esse processo é necessário que as resultantes das pressões osmótica e mecânica apresentem
A) mesmo sentido e mesma intensidade.
B) sentidos opostos e mesma intensidade.
C) sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.
D) mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.
E) sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Propriedades coligativas (osmose), pressões (osmótica e mecânica), aspectos de equilíbrio e deslocamento de água através de membranas.
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: E.
Tema/Objetivo Geral (Opcional): Analisar como a osmose reversa funciona ao superar a pressão osmótica com a aplicação de uma pressão mecânica maior e em sentido oposto.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
- 📌 Retomar o Comando da Questão
O enunciado descreve a osmose reversa, em que se aplica pressão mecânica sobre a água salgada para produzir água potável. Pergunta-se qual a relação entre as pressões mecânica e osmótica para que a água flua no sentido contrário ao usual. - 📌 Explicação Detalhada
Normalmente, a osmose ocorre do meio hipotônico para o meio hipertônico. Para revertê-la (osmose reversa), é necessário aplicar pressão mecânica maior do que a pressão osmótica, mas em sentido oposto ao fluxo natural de água. - 📌 Identificação de Palavras-chave
- “Osmose reversa”
- “Pressão osmótica”
- “Pressão mecânica”
- “Sentidos opostos”
- 📌 Definição do Objetivo
Determinar como essas duas pressões (osmótica e mecânica) se relacionam em intensidade e direção para permitir o fluxo contrário do normal (da água salgada para a água potável).
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
- 📌 Conceitos Teóricos Essenciais
- Osmose: Movimento espontâneo de solvente (água) do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de membrana semipermeável.
- Pressão osmótica: Pressão necessária para interromper a osmose.
- Osmose reversa: Inversão do fluxo natural de água, aplicando-se pressão maior do que a pressão osmótica, mas no sentido oposto ao fluxo osmótico.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
- 📌 Análise do Contexto
Na osmose reversa, aplica-se uma pressão no compartimento com água salgada para forçar a água a atravessar a membrana em direção à água potável, vencendo a pressão osmótica que empurraria a água no sentido inverso. - 📌 Identificação de Frases-chave
- “Aplicação de pressão mecânica no sistema”
- “Movimento das moléculas de água controlado pela pressão osmótica e pressão mecânica”
- “Para ocorrer esse processo, as resultantes das pressões…?”
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
- 📌 Resolução Completa
- Pressão osmótica (π) tende a mover a água para o meio hipertônico.
- Osmose reversa ocorre quando uma pressão mecânica (P) excede π.
- Assim, se a pressão mecânica P > π, o fluxo é revertido.
- Logo, elas têm sentidos opostos (uma “puxa” a água, a outra “empurra” contra).
- Para a água ir contra o gradiente de concentração, a pressão mecânica deve ser maior do que a osmótica.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
- 📌 Reescrita das Alternativas
A) Mesmo sentido e mesma intensidade.
B) Sentidos opostos e mesma intensidade.
C) Sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.
D) Mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.
E) Sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica. - ✅ Justificativa da Alternativa Correta (E)
- Na osmose reversa, a pressão mecânica atua no sentido oposto ao da pressão osmótica (pois a osmose quer levar a água para o meio mais concentrado).
- Para reverter o fluxo, a pressão mecânica deve ser maior do que a pressão osmótica.
- ❌ Análise das Alternativas Incorretas
- A) “Mesmo sentido e mesma intensidade” → incorreta; osmose reversa requer sentidos opostos.
- B) “Sentidos opostos e mesma intensidade” → incorreta; precisa ser maior, não igual.
- C) “Sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica” → incorreta; seria a osmose normal.
- D) “Mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica” → incorreta; não faz sentido para reverter.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
- 📌 Resumo do Raciocínio
A osmose reversa ocorre se a pressão mecânica aplicada for maior do que a pressão osmótica, empurrando a água no sentido contrário ao fluxo natural. Por isso, as duas pressões têm sentidos opostos e a pressão mecânica deve superar a osmótica. - 📌 Reafirmação da Alternativa Correta
A alternativa correta é E: “Sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.” - 🔍 Resumo Final
Para dessalinizar a água por osmose reversa, aplica-se pressão mecânica no compartimento de água salgada, vencendo a pressão osmótica que empurraria a água no sentido inverso. Assim, o fluxo de água é revertido quando a pressão mecânica é maior do que a osmótica, em sentidos opostos.
